Ciência Forense: manchas de sangue

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Introdução

Crimes bárbaros infelizmente acontecem todos os dias. Muitos se impressionam,

tanto no cinema como na vida real, quando vêem o sangue da vítima. Há quem até

desmaie. Cenas de crimes realizados com faca, arma de fogo e outras são muito traumatizantes.

Mas o perito, por mais estranho que possa parecer, está acostumado com

isto, e um de seus objetivos na análise da cena do crime é achar evidência de sangue.

As técnicas de investigação com recursos científicos remontam ao século I, quando o

romano Quintiliano descobriu que um homem assassinou a própria mãe depois de analisar

vestígios de sangue nas mãos do culpado. De lá para cá os avanços no conhecimento

científico deram suporte às investigações das mais diversas evidências.

lisar Para fins de ilustração, na imagem acima, à esquerda, temos uma cena não muito

agradável, confesso, mas, infelizmente, retrata a realidade do mundo em que vivemos.

A imagem mostra dois corpos e diversos cartuchos de arma de fogo deflagrados,

além de manchas de sangue na parede. Já à direita temos o diagrama de um perito que

tem por objetivo destacar e relacionar as evidências da cena do crime, a fim de entender

como tudo aconteceu.

Existem situações em que a mancha de sangue é evidente. Localiza-se, por exemplo,

próximo ao corpo alvejado por um disparo de arma de fogo. Contudo, há casos

em que a mancha não é explicita. Existe a possibilidade, também, de que o criminoso

limpe a cena do crime. Como detectar rastros de sangue, se estes não são visíveis a olho

nu?

Este segundo artigo da série sobre Ciência Forense irá versar sobre algumas técnicas

de identificação de sangue, bem como a ciência envolvida nos procedimentos. A

técnica com luminol terá destaque, sendo explorada em um capítulo à parte que irá tratar

sobre a análise de um fenômeno muito bonito da química: a quimiluminescência.

Boa leitura!

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responsável por cerca de 8 % em média da massa corporal humana, o

er descrito como uma mistura de vários componentes, dentre eles destacam-

se

es oxigênio e dióxido de carbono pelo nosso corpo. Ele media a troca de substâncias

is o calor é ‘transportado’ pelo sangue. Além disto, o

balanç

de de como a lesão foi produzida.

Na

Figur ireita).

O estudo das manchas de sangue para fins forenses faz parte da Sero gia. Este

é o e

usam r

O sangue

Sendo sangue pode s

as células, proteínas, substâncias inorgânicas (sais) e água. Cerca de 55 % (em volume) do sangue é o que denominamos de plasma – constituído principalmente por água e sais dissolvidos. A maioria do material sólido são células, como os glóbulos ver-melhos (eritrócitos) e os brancos (leucócitos) com funções específicas em nosso orga-nismo. O sangue tem inúmeras funções. Dentre tantas, podemos destacar o transporte dos gas

entre órgãos e transporta os produtos metabólicos. O sangue também distribui hormônios ao longo do organismo. A homeóstase também é função do sangue. A manutenção da temperatura cor-poral é realizada com sua ajuda, po

o ácido-base é regulado por ele em combinação com os pulmões, fígado e rins. Há também a defesa contra agentes patogênicos e autoproteção, fenômeno conhecido como coagulação e que evita a perda excessiva do fluido vital. Como o sangue permeia todo nosso corpo, quando ocorrem avarias, por menor que sejam, ele tende a sair. A forma como este sai depen

Figura 1 temos alguns exemplos de tipos de manchas de sangue. Cada uma está associada, a priori, com um tipo de ferimento. Há também casos em que o sangue não é visível, seja pelas condições do ambiente ou pela tentativa de encobrir as evidências.

a 1 - Tipos de manchas de sangue. Gotejada (esquerda), Transferida (centro) e Projetada (d

lo

termo usado para descrever a prática de uma gama de testes de laboratórios qu

eações de soro de sangue e demais fluidos corporais. Tipo sanguíneo, caracteri-zação de manchas como sendo de sangue, teste de paternidade, identificação do sêmen em casos de estupro e exames de DNA são apenas alguns exemplos dos casos que a se-rologia abrange. Neste artigo estaremos analisando apenas algumas técnicas de uma vasta gama de testes.

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Fenômenos com emissão de luz

Antes de se analisar as técnicas na detecção e caracterização de sangue, julgo importante observar com atenção as diferenças que existem entre os fenômenos com emissão de luz. Mais adiante iremos tratar do fenômeno da quimiluminescência e creio ser fecundo destacar as diferenças existentes entre as várias formas de emissão. Na Fi-gura 2 temos um esquema de classificação destes fenômenos. Não é objetivo aqui fazer uma discussão prolongada sobre as manifestações em questão, contudo, de maneira sintética, se fará alguns comentários a fim de diferenciá-los conceitualmente. emissão de luzcom aquecimento?simnãoincandescêncialuminescênciade forças mecânicassimnãotriboluminescênciacom excitação através de luz?simnãoinanimado?imediatamente?quimiluminescênciabioluminescênciasimnãosimnãofluorescênciafosforescência

Figura 2 – Possíveis comportamentos assumidos por átomos ou moléculas após excitação eletrônica. Adapta-do de O’HARA, ENGELSON e PETER, 2005.

O fenômeno da incandescência ocorre nas famosas lâmpadas incandescentes. Ele se baseia no aquecimento de um material até que o mesmo comece a emitir luz. Uma corrente elétrica posta em contato com um filamento de tungstênio, por exemplo, pode ser considerado um sistema que emite luz por incandescência. Este processo emi-te muito calor e um pouco de luz. Cerca de 90 a 96 % da energia emitida por uma lâm-pada incandescente está na forma de calor. Já os 4 a 10 % restantes estão na forma de luz, a qual se utiliza para iluminar os ambientes.

A luminescência, ou também conhecida como ‘luz fria’, é a classificação mais genérica das formas de emissão de luz que não sejam provenientes de incandescência. A triboluminescência é um tipo de luminescência que é gerada pelo choque mecânico ou tensão aplicada em certos sistemas cristalinos altamente ordenados. As razões para que certos materiais tenham esta característica e outros não ainda é motivo de controvérsia na comunidade científica e não é objetivo aqui se fazer uma análise mais aprofundada a respeito deste fenômeno.

A fluorescência é o fenômeno que ocorre nos fogos de artifício. Quando os átomos de um determinado material são excitados, os elétrons são promovidos a níveis de ener-gia mais elevados. Quando a fonte de excitação é retirada, os elétrons voltam ao estado de energia original e, ao fazer isto, emitem um fóton de energia igual à absorvida no pro-cesso de promoção.

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A fosforescência assemelha-se com a fluorescência. Os elétrons também são promovidos para níveis mais energéticos. O diferencial está no processo de volta ao es-tado inicial. Enquanto na fluorescência o processo ocorre quase que instantaneamente, na fosforescência a volta ocorre em um tempo maior. Os elétrons não retornam imedia-tamente para o nível original, mas fazem ‘escalas’ nos níveis intermediários entre os es-tados inicial e final. Esta demora pode ser de alguns microssegundos ou até muitos mi-nutos. Exemplo de fosforescência está em alguns interruptores elétricos que possuem sais com átomos que exibem este comportamento. Também está presente nas telas de televisões e computadores, ajudando no processo de formação da imagem.

A quimiluminescência caracteriza-se pela emissão de luz através de uma reação química. A técnica de caracterização de sangue com luminol é um exemplo de processo quimiluminescente. Quando este tipo de reação ocorre em seres vivos, temos a biolumi-nescência. Exemplo deste tipo de reação é a que ocorre nos fotócitos – células especiali-zadas em reações de emissão de luz como produto – do vaga-lume (veja Figura 3).

NSNSHCOOHOHluciferinaNSNSCOOHOHNSNSCOOOHNSNSOHoxiluciferina

luciferina, ATP, O2, Mg2+ OOH

ABCDE

H2O

O

CO2

hv (φBL0,9 E.mol-1)

O

Figura 3 - Mecanismo de bioluminescência nos vaga-lumes.

Nesse mecanismo do vaga-lume ocorre a oxidação da luciferina (A) pelo oxigênio molecular, reação esta catalisada pela enzima luciferase, gerando a oxiluciferina (E) mais a luz que é observada por nós (D). Este mecanismo apresenta um alto rendimento quântico de bioluminescência (em torno de 0,9 E.mol-1), sendo que esta energia produ-zida pelo inseto é comumente chamada de "luz fria" devido ao seu alto rendimento. É interessante destacar que 90 a 96% da energia produzida é convertida em luz, e somen-te 4 a 10% é convertida em calor: o inverso de uma lâmpada incandescente!

Esquematicamente, uma reação quimiluminescente pode ser pensada como o inverso de uma reação fotoquímica. Nesta última, uma determinada substância, ao ab-sorver um fóton, atinge um estado eletrônico excitado e, através de uma reação quími-ca, forma-se um produto no estado eletrônico fundamental. Já em uma reação quimi-luminescente, ocorre uma reação química, que leva à produção de uma substância no estado eletrônico excitado, que, pelo decaimento para o estado eletrônico fundamental, emite luz.

Para reações extremamente exotérmicas e nas quais a geometria do estado ele-trônico excitado do(s) produto(s) é parecida com a geometria do(s) reagente(s), a energia livre de ativação da reação conduz ao estado eletronicamente excitado que pode ser me-nor do que aquela que leva ao estado eletrônico fundamental.

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Zn(s) + 2 NaOH(aq) + 2 H2O (l)

Identificação de manchas de sangue

Quando uma mancha de sangue chega ao laboratório forense, a mesma é sujeita a testes muito sensíveis, porém pouco específicos, a fim de determinar se ela é de san-gue ou não. A este tipo de análise se dá o nome de teste de presunção.

Exames presuntivos de sangue são geralmente catalíticos, envolvem o uso de a-gente oxidante, como o peróxido de hidrogênio [H2O2(aq)] e um indicador que muda de cor (ou luminescente) e que sinaliza a oxidação catalisada pela hemoglobina como se fosse uma enzima peroxidase. Este comportamento de peroxidase da hemoglobina foi descoberto em 1863 pelo cientista alemão Schönbein. De lá para cá inúmeros testes de presunção foram elaborados. Do total de reagentes que existem, apenas um pequeno número tem interesse prático no campo da ciência forense. Os reagentes aqui discuti-dos serão: Reagente de Kastle-Meyer, reagente de benzidina e luminol.

Reagente de Kastle-Meyer

O reagente de Kastle-Meyer é constituído por uma mistura de substâncias. Um exemplo de proporção seria 0,1 g de fenolftaleína, 2,0 g de hidróxido de sódio (sob a forma de pellet), 2,0 g de pó de zinco metálico e 10 mL de água destilada. Na Figura 4 temos as reações que ocorrem tanto no processo de produção do reagente como nas que ocorrem quando ele é aplicado na suposta mancha de sangue.

Para realizar o procedimento de detecção, macera-se a mancha ou a crosta com 1 mL de água destilada ou hidróxido de amônio concentrado. Após, seleciona-se duas gotas do macerado e, após colocá-las em um tubo de ensaio, misturam-se duas gotas do reagente. Enfim, adicionam-se à solução duas gotas de peróxido de hidrogênio a 5%.

Δ

OH

C

O

C

O

OH

Na2[Zn(OH)4](s) + 2 [H][1]OHCCOOOH[2]forma incolorOHCOCOOH

OH

C

C

O

O

OH

[O]

Hb + H2O2(aq) Hb + H2O(aq) + [O] [3]

[4]forma vermelha forma incolor

[H]

forma vermelha

Figura 4 – Reações referentes ao reagente de Kastle-Meyer.

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Na figura anterior [Figura 4], em [1], temos a reação entre o pó de zinco e o hi-dróxido de sódio. O produto de interesse é o hidrogênio nascente, que garantirá a forma incolor da fenolfatelína [2]. Se a amostra for de sangue, esta terá, necessariamente, he-moglobina, a qual possui a característica de decompor o peróxido de hidrogênio (com-portamento de peroxidase) em água e oxigênio nascente [3]. Então, este oxigênio promo-verá a forma colorida da fenolftaleína, evidenciando ao perito que a amostra pode conter sangue.

A molécula de hemoglobina está presente nos eritrócitos (glóbulos vermelhos) e carrega consigo complexos inorgânicos, tendo como átomo central um íon de ferro, com-plexo este denominado "Heme" (veja Figura 5). NNFeNNOOCH2CH2CH3CH3OHOHCH3CH3

Figura 5 – Representação da (esquerda) hemoglobina e (direita) complexo ‘heme’.

Diferentemente da mioglobina, que também exerce papel no transporte de oxigê-nio e possui apenas um grupo 'heme', a hemoglobina possui quatro grupos. Este com-plexo irá ser responsável pela fixação e transporte do oxigênio, uma vez que ele está li-gado à estrutura protéica da hemoglobina e esta, por sua vez, promove a movimentação de toda a estrutura. Cada hemoglobina carrega quatro moléculas de gás oxigênio por vez, visto que existem quatro complexos “hemes” ligadas a ela. A ligação do complexo com o oxigênio é fraca e instável, dependendo de uma série de fatores, como pH, tempe-ratura e pressão parcial dos gases dissolvidos no sangue. É neste sítio ativo com íon ferro que ocorre e decomposição do peróxido de hidrogênio.

Causas de erro no método incluem a presença de sais de ferro, cobre, suco gás-trico ou qualquer outra substância capaz de decompor a molécula de H2O2 em água e oxigênio. A sensibilidade deste reagente é de 1/1.000.000.

Reagente de Benzidina

O reagente de benzidina, também conhecido como Adler-Ascarelli, é também uma mistura de substâncias. Uma proporção possível seria 0,16 g de benzidina cristali-zada, 4 mL de ácido acético glacial e 4 mL de peróxido de hidrogênio de 3 a 5 %.

O procedimento para produzi-lo consiste em macerar a mancha de sangue em 1 mL de água destilada ou em ácido acético glacial. Após, separa-se duas gotas do mace-rado e adicionam-se a estas, em um tubo de ensaio, duas gotas do reagente recente-mente preparado.

Da mesma forma que o reagente de Kastle-Meyer, o reagente de benzidina ba-seia-se na catálise da decomposição do peróxido de hidrogênio em água e oxigênio pela hemoglobina presente no sangue. O oxigênio formado irá oxidar a benzidina, alterando-lhe sua estrutura, fenômeno que é perceptível, sob o ponto de vista experimental, com o aparecimento da coloração azul da solução (Figura 6).

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NH2NH2[O]NH2NH2NNH2NH2N

Figura 6 - Reagente de Benzidina e o produto de coloração azul.

Por se tratar de um reagente que se decompõe rapidamente em solução, reco-menda-se que a preparação do mesmo seja feita no momento em que ele será usado. Sugere-se o teste com sangue diluído (ensaio positivo) e água destilada (ensaio negati-vo). A sensibilidade deste reagente é de 1/2.000.000.

Luminol

Este é clássico nos seriados de investigação científica e também na vida real. O 5-amino-2,3-di-hidro-1,4-ftalazinadiona, mais conhecido por luminol, é um composto que, sob determinadas condições, pode fazer parte de uma reação quimiluminescente. Uma das formas de obtê-lo é a partir do ácido 3-nitroftálico, conforme mostra a Figura 7.

NO2COOHCOOH+NH2NH2ácido 3-nitroftálicohidrazina5-nitroftalhidrazinaNO2ONHONHNa2S2O4ONHONHNH2luminolΔ-H2O

Figura 7 – Síntese do Luminol.

Na cena do crime nem sempre há evidências visíveis de sangue. Alguém poderia, por exemplo, limpar o local, a fim de encobrir o acontecido. Porém, para a sorte nossa e dos peritos, o luminol reage com quantidades muito diminutas de sangue. Sua sensibili-dade pode chegar aos impressionantes 1/1.000.000.000, mesmo em locais com azulejos, pisos cerâmicos ou de madeira, os quais tenham sido lavados. A eficácia do produto é tão grande que é possível a detecção de sangue mesmo que já tenham se passado seis anos da ocorrência do crime. A reação química produzida não afeta a cadeia de DNA, permitindo o reconhecimento dos criminosos ou das vítimas. Por isto, ele é recomendado para locais onde há suspeita de homicídio e superfícies que, aparentemente, não exibem traços de sangue (veja Figura 8).

Figura 8 - Exemplo de um ambiente sem e com luminol (esquerda) e as marcas de um calçado realçadas pela quimiluminescência do luminol [fonte: HowStuffWorks).

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A reação de luminol com peróxido de hidrogênio em água necessita de um cata-lisador redox. Uma grande variedade de metais de transição pode ser usada para este fim. No caso do teste para a presença de sangue, este catalisador é o íon do elemento ferro que está presente nos grupos ‘heme’ da hemoglobina.

Esse catalisador oxida o luminol [1] (veja Figura 9) em diazoquinona [2], a qual sofre ataque pelo ânion de peróxido de hidrogênio, formando o endo-peróxido [3]. Este último perde nitrogênio (uma molécula muito estável) e forma o diânion do ácido 3-aminoftálico no estado excitado [4], o qual decai para o estado fundamental [5], proces-so acompanhado pela emissão de radiação por fluorescência do 3-aminoftalato com comprimento de onda de aproximadamente 431 nm.

NH2NNHOO2 M+n H+ + 2 M+(n-1)[1][2]NH2NNOO[2]NH2NNOOHO2- H+ [3]NH2NNOOOO[3]NH2NNOOOON2NH2OOOO[4]NH2OOOO[4]hν 431 nmNH2OOOO[5]

Figura 9 - Mecanismo esquemático da oxidação de luminol por peróxido de hidrogênio em meio aquoso, cata-lisado por metais de transição (Mn+).

Nós humanos percebemos as cores da radiação eletromagnética pela visão se es-ta estiver na estrita faixa de comprimento de onda que vai de 400 a 700 nm, aproxima-damente (veja Figura 10). Uma rápida olhada no espectro eletromagnético nos mostra que a cor da luz emitida pelo processo de quimiluminescência do luminol através da o-xidação com peróxido de hidrogênio é azul. Esta cor pode variar dependendo de qual

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agente oxidante se utiliza. Por exemplo, usando-se dimetilsulfóxido ao invés de peróxido de hidrogênio, o comprimento de onda da luz emitida será de 502 nm, o qual está asso-ciado à cor verde.

Figura 10 – O Espetro Eletromagnético [fonte: NAIRNE, 2004]

Estão enganados aqueles que acham que todos os peritos brasileiros estão mu-nidos desses materiais. “Se na época do assassinato do jornalista Tim Lopes a polícia brasileira já utilizasse o Luminol, o trabalho dos peritos seria facilitado para descobrir o local do crime e fazer o reconhecimento do corpo da vítima”, afirmou Cláudio Lopes, co-ordenador do projeto de síntese do luminol na UFRJ em uma reportagem no site da mesma universidade.

Mesmo países ditos ‘desenvolvidos’ também não possuem a sua disposição toda a tecnologia que vemos na televisão e cinema. E o que mais preocupa é que os bandi-dos, assassinos e demais ‘pedras no sapato’ da sociedade também se especializam e e-laboram estratégias para evitar evidências.

Ao revelar a minúcia da ação dos peritos nos programas de ficção, dá-se inspira-ção e conhecimento aos criminosos reais, que passam a se prevenirem e terem cuidado para não deixarem evidências que os incriminem. Suzanne, filha do casal Richthofen, morto no dia 30 de outubro de 2002 em São Paulo, por exemplo, instruiu os assassinos de seus pais a usarem meias-calças na cabeça, na cena do crime, para evitar a queda de fios de cabelo.

Outro caso que marcou a comunidade forense e a população em geral foi o jul-gamento do ex-jogador de futebol americano O. J. Simpson (veja Figura 11). Havia uma acusação contra ele de duplo homicídio, após a descoberta dos corpos de Nicole Simp-son e Ron Goldman, sua ex-mulher e amigo, respectivamente. O julgamento durou 372 dias. Segundo algumas fontes, a palavra ‘sangue’ foi dita quinze mil vezes no julgamen-to. E foi justamente esta evidência que acabou decidindo o caso.

A polícia encontrou uma cena de crime com muitas provas latentes: muito san-gue, peças de vestuário, pegadas e uma trilha de sangue que revelava o caminho segui-do pelo criminoso(a). Seguindo estas pistas, os policiais chegaram à casa do ex-marido de Nicole, O. J. Simpson, obtendo no local mais evidências: manchas de sangue em seu carro, nas suas meias e no chão do jardim. Exames de DNA comprovaram que esse sangue era das vítimas. Assim, a promotoria acreditava ter nas mãos um caso que não poderia ser contestado. Mas foi surpreendida pela estratégia dos advogados de defesa: o questionamento das provas. As câmeras de televisão flagraram um perito da polícia

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coletando amostras sem luvas, policiais manipulando evidências sem trocar as luvas e muitas pessoas circulando na cena do crime, a qual não tinha sido bem isolada. Além disso, as evidências foram coletadas sem identificação e registro prévios, as amostras foram conservadas e empacotadas sem a devida separação e, o mais grave: a coleta foi feita por apenas uma pessoa, sem testemunhas. Finalmente, os advogados provaram que o laboratório criminal da polícia de Los Angeles não cumpriu padrões mínimos de manuseio, preservação e separação das evidências.

Figura 11 – Em destaque o ex-jogador de futebol americano O. J. Simpson no julgamento vestindo as luvas que supostamente ele havia usado na cena do crime. [© AP – www.ap.org]

Com base nesses erros, a defesa alegou negligência no manuseio das provas e contaminação das mesmas, acusando os policiais de possível fraude. As provas foram desconsideradas e o réu foi absolvido. Posteriormente, em 1997, Simpson foi submetido a um julgamento cível no qual foi declarado culpado e condenado a pagar US$ 33,4 mi-lhões aos familiares das vítimas. Até onde se sabe a família, até hoje, ainda não recebeu o valor referido.

O "julgamento do século", com ficou conhecido, se tornou um circo sem prece-dentes, despertou o fantasma do racismo e criou sérias dúvidas sobre o funcionamento do sistema judicial americano. As enquetes mostraram que a maior parte dos america-nos brancos achava que Simpson era culpado, enquanto a maioria dos negros acredita-va na sua inocência.

É importante salientar às pessoas, portanto, com base no exemplo do caso de O. J. Simpson, que preservar a cena do crime é fundamental para a investigação e a solu-ção do caso. Por isto que existe toda uma preocupação, como o isolamento do local do crime. Além disto, os procedimentos de coleta e conservação das evidências devem pas-sar por um rigoroso protocolo, a fim de evitar a contestação de provas, como ocorreu no caso narrado.

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Agradecimento

Agradeço ao químico e amigo Leandro Maranghetti Lourenço pelas referências bibliográficas conseguidas junto às instituições com acesso permitido e minha namora-da, Lílian Morás, pelas revisões textuais.

Sobre o autor

Emiliano Chemello é licenciado em Química pela Universidade de Caxias do Sul e professor do Ensino Médio na região da Serra Gaúcha.

website: http://www.quimica.net/emiliano

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